Известный изобретатель запатентовал надувной ветряк
Энергетика и электростанции
Что такое энергетика?
Энергетика — это отрасль промышленности, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Задача энергетики и входящих в нее структур - обеспечение производства энергии путём преобразования первичной энергии топлива во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию.
Работа с энергией
Работа с энергией предполагает как добыча ее из первоисточника, так и доставка ее конечному потребителю или использование для внутренних нужд
Стадии работы с энергией:
Получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива; передача ресурсов к энергетическим установкам, например, доставка мазута на тепловую электростанцию; преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии топлива электрическую и тепловую энергию; передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи.
Виды энергетики
Чаще всего энергетика подразделяется на типы по используемому топливу или источнику энергии. Основые можно подразделить на традиционные и нетрадиционные.
Традиционная
Тепловая энергетика
Гидравлическая энергетика
Ядерная энергетика
|
|
|
Нетрадиционная
Малые гидроэлектростанции;
Ветровая энергетика;
Геотермальная энергетика;
Солнечная энергетика;
Биоэнергетические установки;
Установки на топливных элементах
Водородная энергетика;
Термоядерная энергетика.
Последствия
Получение энергии в мире непрерывно растет, удваиваясь каждые 5–7 лет. При этом более 80 % современной энергетики является топливной, использующей ископаемое углеводородное топливо. Эта энергетика выбрасывает в окружающую среду огромное количество не только химических отходов, но и физических в виде радиации и отходящего тепла, которое неизбежно вызывает разогрев атмосферы. Именно тепловые отходы оказываются наиболее опасными для биосферы и человека, поскольку их воздействие на ее состояние имеет комплексный и далеко идущий по своим последствиям характер, ибо с изменением теплового режима биосферы резко меняется вся картина протекающих в ней физических и химических процессов.
Наиболее перспективные в настоящее время источники возобновляемой энергии:
– солнечная радиация (СЭС);
– ветровая энергия (ВЭС);
– энергия приливов (ПЭС);
– геотермальная энергия (ГеоТЭС);
– энергия температурного перепада, гидротермальные станции (ГиТЭС);
|
|
|
– энергия биотоплива (БТС).
Человечество должно вернуться к возобновляемой энергетике, если оно не желает погибнуть в химически измененной до опасной степени среде жизни. Таков императив биосферы, которая кладет предел нарушению человеком законов ее самосохранения в энергетической сфере. Этим и занимаются учёные из Массачусетского технологического института.
Испытан новый метод использования энергии солнца
Учёные из Массачусетского технологического института показали, что сочетание в одном устройстве выработки электричества и тепла позволяет получить хорошую эффективность преобразования энергии солнечных лучей при умеренной стоимости установки.
Авторы называют своё изобретение гибридной солнечной термоэлектрической системой (HSTE). В её основе лежит известный принцип работы солнечных коллекторов — труб, расположенных в фокусе параболических зеркальных желобов.
Однако принцип этот был существенно изменён. Вместо одной трубки с теплоносителем здесь под яркий свет подставляется матрёшка из трубок, вложенных одна в другую.
Лучи нагревают горячую сторону термоэлектрической пары, вырабатывающей ток (набор таких контактов формирует основную трубу в наборе). А лишнее тепло, сбрасываемое с холодного спая термопары, уходит по внутренней трубке в сторону и может быть применено для обогрева воды в здании (горячее водоснабжение, отопление).
|
|
|
Ране инженеры и учёные предлагали получать от солнечных лучей электроэнергию и тепло сразу за счёт разных комбинаций фотоэлектрических ячеек и машинных методов преобразования энергии (паровые турбины, стирлинги), но новаторы из Массачусетского технологического полагают, что термоэлектрические пары – проще и, главное, гораздо дешевле.
И не беда, что КПД преобразования солнечного тепла в ток невысок. В новой системе основной продукцией будет всё же тепловая энергия, а электричество – дополнительной.
Ключевая деталь HSTE — термосифон, передаёт PhysOrg.com. Это самая внутренняя трубка в наборе. Она содержит жидкость, меняющую фазу, за счёт чего происходит пассивное (без применения насоса) перемещение тепловой энергии от участка с зеркальным жёлобом к той части трубы, где находится теплообменник-конденсатор.
Для проверки своей идеи разработчики HSTE использовали как компьютерное моделирование, так и небольшую лабораторную установку. Они пробовали на роль термоэлектрических материалов теллурид висмута, теллурида свинца, кремний и германий. А для стенок термосифона и рабочей жидкости внутри подбирались свои пары: медь-вода, нержавеющая сталь-ртуть, никель-калий.
|
|
|
Исследователи показали, что оптимизируя систему, её суммарную эффективность можно поднять до 52,6% при концентрации солнечных лучей в 100 раз и нижней температуре цикла в 776 К.
Известный изобретатель запатентовал надувной ветряк
Сердце новой системы — вертикальный ротор из полимерных материалов. Его надувная конструкция решает задачи не только быстрого перебазирования электростанции на новое место, но и регулирования работы ветряка.
Новую область приложения своей энергии нашёл всемирно известный американский новатор и предприниматель Дин Кеймен (Dean L. Kamen), автор самобалансирующего самоката Segway, кресла iBOT, гибрида со стирлингом, владелец "светодиодной нации", крёстный отец гипернаправленного транспортёра, двухколёсного автомобиля GM PUMA и его наследников.
Согласно патенту, ветряк Кеймена составлен из двух или более криволинейных надувных лезвий (смотрите рисунок под заголовком), наполняемых от встроенного компрессора по сигналам электроники. Энергию насос возьмёт от самого ветряка (очевидно, запасая её заранее в аккумуляторе).
Система управления ветрогенератора должна собирать сигналы с датчиков скорости и направления ветра, температуры воздуха, а также (возможно) получать откуда-либо прогноз погоды. Руководствуясь этой информацией, электроника своевременного надует ротор или выпустит из него воздух. При этом схема будет постоянно контролировать давление внутри конструкции и корректировать его для изменения формы ротора сообразно внешним условиям.
По мнению Дина и соавторов турбины, её малый вес должен способствовать и снижению порога скорости ветра, при которой такая установка сможет работать.
Но лёгкость и мобильность — не единственное преимущество разработки Кеймена. Изобретатель счёл нужным специально указать, что данный ветряк может быть оборудован набором светодиодов. Они должны получать электричество опять же от самой турбины, а управляющая схема смогла бы регулировать мигание этих светодиодов так, чтобы вертящийся ротор превращался в дисплей. Такая система послужила бы заодно необычным рекламным щитом, объясняет DVICE.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 86; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!